JPH02269373A

JPH02269373A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH02269373A
Application number: JP1091098A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Matsumoto; 憲一松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】万１本発明は、複数色の画像を画像形成部にて形成し、これ
を同一転写材に順次重ねて転写するようにした画像形ｆ
＆装置に関するもめである。

【久二且遣従来、カラー画像を得るための多色電子写真方式による
カラー複写装置では、複数個の画像形成ユニットを備え
、各画像形成ユニットにてそれぞれ色の異なる可視画像
（トナー像）を形成し、該トナー像を同一転写材に順次
重ねて転写するような画像形成装置が種々提案されてい
る。

この画像形成装置には１例えば、第４図に示される構成
のものが知られている。ここでは、第１、第２、第３お
よび第４の画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが並設さ
れており、該画像形成部はそれぞれ専用の像担持体、い
わゆる電子写真感光ドラム１ａ、！ｂ、ＩＣおよび１ｄ
を具備している。

感光ドラムｌａないしｌｄはその外周側に潜像形成部２
ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄ、現像部３ａ、３ｂ、３Ｃお
よび３ｄ、転写用放電部４ａ。

４ｂ、４Ｃおよび４ｄ、ならびにクリーニング部５ａ、
５ｂ、５ｃおよび５ｄが配置されている。

このような構成にて、先づ、第１画像形成部Ｐａの感光
ドラムｌａ上に潜像形成部２ａによって原稿画像におけ
る、例えばイエロー成分色の潜像が形成される。該潜像
は現像部３ａのイエロートナーを有する現像剤で可視画
像とされ、転写部４ａにて、転写材６に転写される。

一方、上記のようにイエロー画像が転写材６に転写され
ている間に、第２画像形成部Ｐｂではマゼンタ成分色の
＊＊が感光ドラムｌｂ上に形成され、続いて現像部３ｂ
でマゼンタトナーを有する現像剤で可視画像とされる。

この可視画像（マゼンタトナー像）は、上記の第１画像
形成部Ｐａでの転写が終了した転写材６が転写部４ｂに
搬入されたときに、該転写材６の所定位置に重ねて転写
される。

以下、上記と同様な方法により第３．第４の画像形成部
Ｐｃ、Ｐｄによってシアン色、ブラック色の画像形成が
行なわれ、上記同一の転写材に、シアン色、ブラック色
を重ねて転写するのである。このような画像形成プロセ
スが終了したならば、転写材６は定着部７に搬送され２
転写材上の画像を定着する。これによって転写材６上に
は多色画像が得られるのである。一方、転写が終了した
各感光ドラムｌａ、ｌｂ、ｌｃおよび１ｄはクリーニン
グ部５ａ、５ｂ、５ｃおよび５ｄにより残留トナーを除
去され、引き続き行なわれる次の潜像形成のために供せ
られる。

なお、上記画像形成装置では、転写材６の搬送のために
、搬送ベルト８が用いられており、第４図において、転
写材６は右側から左側へと搬送され、その搬送過程で、
各画像形成部Ｐａ、ＰｂＰｃおよびＰｄにおける各転写
部４ａ、４ｂ、４Ｃおよび４ｄを通過し、転写をうける
。

この画像形成装置において、転写材６を搬送する搬送手
段として加工の容易性及び耐久性などの観点からテトロ
ン繊維のメツシュを用いた搬送ベルトおよびポリエチレ
ンテレフタレート系樹脂。

プリイミド系樹脂、ウレタン系樹脂などの薄い誘電体シ
ートを用いた搬送ベルトが提案されている。

しかしながら１本発明者らが研究、実験した結果によれ
ば、それぞれ、次のような問題をかかえていることが解
った。

すなわち、テトロン繊維のメツシュを用いた搬送ベルト
では１ｍ組された繊維間に、搬送過程でずれが発生し易
く、ベルト自体が変形するという事情がある。このため
、ベルト搬送速度の制御における制御伝達効率が低下し
て、正確な搬送速度が維持できない、また、搬送ベルト
が繊維を編組したものであるから、転写材の密着性も良
くないので、搬送過程における搬送ベルトの振動によっ
て、位置ずれを生じる。また、このような位置ずれ及び
搬送ベルト表面の凹凸によって、転写ムラな生じ易く、
更にメツシュの大きさがトナー粒径よりもはるかに大き
いため、転写プロセスでの転写材への接触転写部分以外
にも感光ドラムからトナーが転写極側へ飛散し、転写極
のトナー汚損を引き起こすという現象も発生する。

この点では、ｔｉｅ電体シートの如き後者の搬送ベルト
は、その材料が高い引張り弾性率を有し、しかもベルト
駆動制御の伝達効率がよく、さらに、体積抵抗が一般に
１０１＆Ω−Ｃｍ以上と高く、ベルト上に転写材を静電
吸着させるには非常に有利であり、メツシュ状ベルトを
用いた場合の問題がない。

しかしながら、この搬送ベルトでは、体積抵抗が高いた
め、カラー画像形成装置におけるように、数回の転写を
繰り返す過程で、搬送ベルトが帯電量を増加させて行く
、このため、各転写の都度、転写電流を順次増加させな
いと、均一な転写を維持できない。

本発明は、上記事情にもとづいてなされたもので、複雑
で高価な機構を設置することなく、従来の構成の部分を
改良することだけで、上述の均一な転写性を達成し、良
好な品質の画像を得ることができるようにした画像形成
装置を提供することを目的とするものである。

上記目的は、本発明に係る画像形成装置によって達成さ
れる。これを要約すると、本発明は、像相持体を有する
画像形成部において複数色の画像を形成し、該画像を搬
送手段にて搬送される転写材上に順次転写するようにし
た画像形成装置において、転写が繰返される順序に従っ
て、転写されるトナー粒子の平均帯電量が順次、小さく
なるようにしたことを特徴とする画像形成装置である。

なお、この画像形成装置は、その画像形成部にそれぞれ
独立した像担持体を具備しており、転写材はベルト式の
搬送手段で、順次、各像担持体の転写部へ送られるよう
に構成してもよい。

また、こり画像形成装置は、その画像形成部に共通する
像担持体を具備してなり、転写材は、ドラム式の搬送手
段で、繰返し、像担持体の転写部へ送られて、各色の転
写をうけるように構成してもよい。

したがって、各色の転写が繰返されるにしたがって、転
写されるトナー粒子の平均帯電量が小さくなるから、転
写を繰返す毎に搬送手段の帯電が増しても２同じ転写電
流で、各転写におけるトナーの転写性を均一化でき、良
質な高品位画像が得られることになる。

支ム１以下１本発明の一実施例を図面を参照して具体的に説明
する。

第３図に示す画像形成装置は、装置本体１０内に画像形
成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが配置され、該画像形
成部の下方に位置して、駆動ローラ１１．１２．７６間
にベルト８を巻回した転写材搬送手段が配設されていて
、上記ベルト８は矢印方向に回動される。また、上記ベ
ルト８の右側には、給紙機構１３が配置され、該給紙機
構１３を介して転写材６がベルト８上に送り込まれるよ
うになっている。各画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃおよび
ＰｄＫて転写が終了した転写材６はベルト８の左側から
定着器７へと送出されるようになっている。そして、定
着された転写材６は排出口１４を介して装置本体１０外
へと排出される。

搬送手段の上方に並設された第１．第２．第３および第
４の画像形成部Ｐａ、ｉ”ｂ、ＰｃおよびＰｄは像担持
体としての感光ドラムｌａ、ｌｂ。

ｌｃおよびｌｄを各別に保有しており、該感光ドラムｌ
ａ、ｌｂ、ｌｃおよび１ｄのそれぞれの上部左側に帯電
器１５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄが設けられてい
る。

また、感光ドラムｌａ、ｌｂ、１ｃおよびｌｄの上方に
はレーザビームスキャナ１６ａ、１６ｂ、１６ｃｔ３よ
びｌａｄが配設されており２これらはそれぞれ、半導体
レーザ、ポリゴンミラーｆθレンズなどからなり、原稿
から読み取った電気デジタル画像信号の入力を受けて、
その信号に対応して変調されたレーザビームを帯電器１
５ａ、１５ｂ、１５ｃおよび１５ｄと、現像ｓ３ａ、３
ｂ、３ｃおよび３ｄとの間でそれぞれ感光ドラム１ａ、
１ｂ％　ｌｃおよび１ｄの母線方向に走査して、露光す
ることにより潜像を形成するのである。この点について
更に詳述すると、第１１ｉ像形成部Ｐａのレーザスキャ
ナｔｅａにはカラー画像のイエロー成分像に対応する画
素信号が、第２１Ｉｉ像形成部ｐｂのレーザスキャナ１
６ｂにはマゼンタ成分像に対応する画素信号が、それぞ
れ入力され、モして、第３画像形成部Ｐｃのレーザスキ
ャナ１８ｃと、第４画像形成部Ｐｄのレーザスキャナｌ
ａｄとには、シアン成分像に対応する画素信号と、黒成
分像に対応する画素信号とがそれぞれ入力される。

前記給紙機構１３は、給紙ガイド５１とセンサー５２と
を備え、転写材６が給紙ガイド５１に揮入されると、そ
の先端をセンサー５２で検知して、感光ドラム！＆、１
ｂ、ＩＣおよび１ｄへ回転始動の信号を送り、同時に駆
動ローラ１１．１２．７６も駆動し、ベルト８を回動さ
せる。また、ベルト８へ給紙された転写材６祉吸看用帯
電器５９．６２かもコロナ放電をうけて、ベルト８の表
面に確実に吸着される。なお、本実施例では、吸着用帯
電器５９．６２の高電圧の極性は互い〈反対になるよう
に設定し、帯電器６２は、転写帯電＠４ａ、４ｂ、４Ｃ
および４ｄと同極性となっている。

しかして、転写材６の先端が各センサ６０＆。

６０ｂ、８０ｃおよびＳｏｄを遮断する位置へ送られて
くると、その信号により回転中の感光ドラムｌａ、１ｂ
、ｌｃおよび１ｄに対する画像形成が順次開始される。

転写材６が第４画像形成部Ｐｄを通過すると、ＡＣ電圧
が除電器６１に加えられ、転写材６は除電され、ベルト
８から分離され、その後、定着器７に入り、画像定着さ
れ、排出口１４から排出される。

なお、上記実施例では、搬送手段として使用されるベル
ト８は、伸びが少なくかつ駆動ローラの回転制御が効率
よく伝達される材料、例えばポリウレタンベルト（北辰
工業（株）製）が選択される。また、構造的には転写プ
ロセスに係る転写コロナ電流に大きく影響を及ぼさない
ことが望ましい、上記ベルトは、例えば、厚みが約１０
０ｇｍ、ゴム硬度９７’Ｄ、引張り弾性率１８０００ｋ
　ｇ　／　ｃ　ｒｎ”であるポリウレタンであるとよい
。

本発明者らは１本発明に当っては、先づ、各画像形成ユ
ニット毎の転写状況を定量的に把握した。この実験結果
は、第１図および第２図に示されている。測定したのは
、各画像形成ユニットでの感光ドラム側へ流れる転写電
流である。先づ。

前記ベルト８を使用して、各画像形成ユニットの転写条
件を全て同一に設定した場合には、第１図（４）のよう
な結果を得ている。ここで、転写条件として各画像形成
ユニットともトータル転写電流は４５０　、Ａ、転写放
電ワイヤ・ドラム間の距離１１ｍｍ、転写放電ワイヤと
電極バックプレート間距離８．５ｍｍ（左右とも）に設
定されている。また、転写に先立つ吸着帯電条件は吸着
の上下帯電器５９．６２とも、転写帯電器４ａ〜４ｄと
同一形状のものを使用し、上下ともにトータル電波値２
００ＰＡ、放電ワイヤ・搬送ベルト間距離１１ｍｍに設
定している。

測定結果から明らかなように、転写材６が各画像形成ユ
ニットを順次通過するに従って、転写電流がしだいに減
少していることがわかる。

そこで１本発明者らは、転写を重ねるごとに、各色トナ
ーの平均帯電量を小さくするように、各トナー供給部へ
の各色現像剤を調整した。とくに、１４１図（Ａ）から
解るように、第１画像形成ユニットと第２画像形成ユニ
ットでは、他の画像形成ユニット間のそれに比較して、
その転写電流の差が極端に大きいので、第１画像形成ユ
ニットに使用する現像剤を、他の３色とくらべて、その
トナーの平均帯電量が大きくなるように設定したのであ
る。このためには、トナーの粒径を小さくする方法を採
用した。すなわち、第１画像形成ユニットに使用する色
トナーの平均粒径（個数平均）を略９ｐｍになるように
分級し、残りの３色のトナー平均粒径を略１２ｇｍにし
たのである。

また、この現像剤に使用するキャリヤには、平均粒径が
略５０ｐｍのフェライト系磁性体表面にシリコン樹脂を
コーティングした一般的なものを使用した。

上記の２種類のトナー帯電量分布は第２図のようになる
。この測定は、電場中を落下するトナーの分布個数をカ
ウントする従来からの測定法に基づいている。平均粒径
９４ｍのトナー帯電量分布は、第２図の（Ｃ）で示され
、平均粒径１２ＩＬｍのトナー帯電量分布は、同図のＣ
Ｄ）で示されている（第３、第４の画像形成ユニットに
おけるトナーの帯電量分布もほぼこの債に等しい）、そ
れぞれの平均帯電量は、前者が略２７　ｐ、　Ｃ／　ｇ
、後者が１４４　ｃ　／　ｇである。この原因は公知で
あり、トナー粒径を変えることでトナーΦキャリア間の
接触面積が変わり、摩擦帯電量に差を生じるためである
。

そこで、各色トナーを多重転写し定着した後で上記各色
の最高濃度を測定したところ、第１図（Ｂ）のような結
果を得た。明らかに、各色ともに、はぼ同程度の濃度が
得られている。

この点に鑑み１本発明では、各画像形成ユニットにおけ
るトナー供給部には、転写順序に従って、順次、転写さ
れるトナー粒子の平均帯電量が小さくなるように２　ト
ナー粒径を大きくしている。

なお、上記実験例では、平均帯電量が、同一粒径では大
きく相違する第１画像形成ユニットについてのみ、トナ
ー粒径を小さくし、残りの３色についての画像形成ユニ
ットでは同じトナー粒径のものを使用したが、転写電流
の変動の程度によっては、残りの３色のトナーに関して
も、帯電量を調整するためにトナー粒径を選択してもよ
い。

また、上記実施例では、トナー粒径の相違で平均帯電量
を調整したが、現像剤中のキャリヤ表面の樹脂コーティ
ングをかえることで、各色トナーの帯電量を制御しても
よいことは勿論である。

この樹脂コーティングの方法については１例えば特公昭
６２−６１９４８号公報記載のものが知られている。こ
こでは、キャリヤ表面のコーティング樹脂の未硬化成分
の比率を変えることで、トナー帯電量が変化することが
開示されている。具体的には、常温硬化型シリコン樹脂
を使用し、焼成温度および時間をかえることで未硬化成
分の重量％を制御するのである。

実験によれば、未硬化成分比１０ｗｔ％でトナーの平均
帯電量−２０ｐｃ／ｇ、未硬化成分比２５ｗｔ％で一１
ｏ　ＩＬｃ　／　ｇの帯電量が得られている。

このキャリヤコーテイング膜の未硬化成分比率は、溶媒
により溶出してきた溶出量を定量することで、また、コ
ーテイング膜の全シリコン樹脂量を真比重法で算出する
ことで得ることができる。

なお、ここでは、キャリヤ粒径およびトナーは先の実施
例と同一のものを使用するとよい。

したがって、未硬化成分比率の小さいキャリヤ（１０ｗ
ｔ％）を、多重転写の前半で使用するトナーとともに使
用し、未硬化成分比率の大きいキャリヤ（２５ｗｔ′９
６）を後半で使用することにより、トナー粒径をかえる
前述の実施例と同等の効果を得ることもできる。

更には１両方の点をあわせて配慮して、トナー粒子の平
均帯電量を調整してもよい。

なお、上述の実施例では、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ
、Ｐｄはそれぞれ、独立に感光ドラムを備えており、ま
た、転写材６の搬送には、搬送ベルト８を使用している
が、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては共通
の感光ドラムを使用し、時間分割ｆ、順次、各色の潜像
、現像を行い、転写材６の搬送手段として転写ドラムを
使用し、共通の現像部で現像するタイプの画像形成装置
にも本発明は適用できるものである。

ｌ見立遣」本発明は以上詳述したようになり、喜色の転写が繰返さ
れるＫしたがって、転写されるトナー粒子の平均帯電量
が小さくなるようにしたから、転写を繰返す毎に搬送手
段の帯電量が増しても、同じ転写電流で、各転写におけ
るトナーの転写性を均一化でき、同じ濃度にするので、
良質な高品位画像が得られると共に転写材の搬送ベルト
上への吸着力も劣化させることがない、しかも、各画像
形成部の転写条件を同一に設定したままで、転写性能の
均一化が達成できるから、特別な構成部品を必要とせず
、価格の上昇もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る画像形成ユニット間の転写電流変
化およびその結果としての最高画像濃度の関係を示すグ
ラフ図である。第２図はトナーの帯電量分布を示すグラフ図である。ｗ４３図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。第４図は従来例の概略構成図である。Ｐａ、　Ｐｂ、　Ｐｃ、　Ｐｄ：画像形成部ｌａ、　ｌ
ｂ、　Ｉｃ、１ｄ：像担持体（感光ドラム）４ａ、　４
ｂ、　４ｃ、　４ｄ：転写帯電器６：転写材８：搬送ベルト５９．６２＝吸着帯電器画像形成ユニット第２図帯電量（ＵＣ／ｇ）第３図

Claims

【特許請求の範囲】

１）像担持体を有する画像形成部において複数色の画像
を形成し、該画像を搬送手段にて搬送される転写材上に
順次転写するようにした画像形成装置において、転写が
繰返される順序に従って、転写されるトナー粒子の平均
帯電量が順次、小さくなるようにしたことを特徴とする
画像形成装置。